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四倍体小麦是小麦族中重要的类群,包含圆锥小麦和提莫非维小麦2个异源四倍体物种。圆锥小麦(Triticum turgidum L.)基因组组成为AABB,2n = 4x =28,包含1个野生类型和8个栽培类型;提莫非维小麦(T.timopheeviZhuk.)基因组组成为AAGG,2n = 4x = 28,包含1个野生类型和1个栽培类型。四倍体小麦作为普通小麦的近缘种,具有抗病虫害、抗倒伏、耐盐碱等优良性状,是潜在的育种资源材料。在四倍体小麦的分类、起源和演化等学术问题上,前人做过一些探讨和研究,但不系统,取材仅局限于部分四倍体小麦,导致存在诸多争议。本研究旨在:(1)利用DMC1基因和ITS序列重建四倍体小麦系统发育过程,探讨四倍体小麦之间的亲缘关系,进一步推断四倍体小麦的起源与演化;(2)以pSc119.2和pTa535为探针进行荧光原位杂交(FISH)分析,对四倍体小麦的染色体分化、多态性以及提莫非维小麦和圆锥小麦的亲缘关系进行研究,以期为四倍体小麦的分类、起源和演化提供了一些新的资料。获得的主要结果如下:1、利用DMC1(disrupted meioticcDNA,减数分裂相关蛋白编码基因)序列对四倍体小麦与可能的二倍体供体物种共61份材料进行分子系统发育研究,采用邻接法和最大似然法对全序列构建系统发育树。结果表明:来自四倍体小麦A基因组的序列与乌拉尔图小麦聚在一个大支,来自四倍体小麦B、G基因组的序列与拟斯卑尔脱山羊草聚在另一个大支,说明A基因组的供体物种是乌拉尔图小麦,B、G基因组来源于拟斯卑尔脱山羊草;包壳类型的四倍体小麦形成一个亚支,它们之间的亲缘关系较近,裸粒四倍体小麦聚为另一亚支。2、利用核糖体DNA中低拷贝的ITS序列探讨四倍体小麦起源与演化,结果表明:除波斯小麦(PI532494)以外,所有四倍体小麦都只克隆到ITS序列的一个拷贝,说明在演化过程中,四倍体小麦的ITS序列发生了协同进化;在系统发育树中,来自西部居群的野生二粒小麦与包壳四倍体小麦聚在一起,表明西部居群可能参与包壳四倍体小麦的形成与演化;裸粒四倍体小麦中,来自新月沃土地区的波斯小麦、圆锥小麦、波兰小麦与包壳四倍体小麦聚在一起,说明这3种四倍体小麦的起源可能发生在新月沃土;硬粒小麦和东方小麦没有与栽培二粒小麦聚在一起,说明硬粒小麦和东方小麦的形成与栽培二粒小麦无关,与其余的四倍体小麦有关。3、利用探针pTa535和pSc119.2,对四倍体小麦进行FISH鉴定,结果显示:四倍体小麦的信号位点变异丰富,具有多态性;栽培二粒小麦、伊斯帕汗小麦、科尔希二粒小麦与野生二粒小麦的信号位点发生了较大的变异,在聚类分析中三种包壳小麦与野生二粒小麦没有聚在一个亚支,说明这三种包壳小麦演化形成后,与野生二粒小麦发生了明显的分化;提莫非维小麦与圆锥小麦聚在两个不同的大支中,结合在DMC1基因的系统发育树中两种四倍体小麦有相同的亲本,推测二者起源于同一祖先,但在演化过程中发生了较大的变异。